Resumen

Presentamos el diseño y los principios estructurales de la 5,5′-6,6′-tetracloro-1,1′-dioctil-3,3′-bis-(3-carboxipropil)-benzimidacarbocianina (colorante 1). Estos colorantes anfifílicos de cianina sin metales tienen muchas aplicaciones en células solares sensibilizadas por colorantes. La investigación topográfica superficial por AFM de las moléculas anfifílicas del Tinte 1 adsorbidas en el ánodo de TiO2 revela la capacidad de autoorganización espontánea en agregados altamente ordenados de estructura similar a fibras. Se sabe que estos agregados presentan propiedades ópticas extraordinarias de los agregados J, a saber, un acoplamiento excitónico eficaz y una migración rápida de la energía excitónica, que son esenciales para aumentar la captación de luz artificial en el dispositivo fotovoltaico. La eficiencia de conversión de luz a electricidad de la DSSC basada en el colorante anfifílico libre de metal 1 es η = 3,75 , que es aproximadamente el 50% de la basada en el colorante N719 Ru basado en metal (Di-tetrabutilamoniocis-bis(isotiocianato)bis(2,2′-bipiridil-4,4′-dicarboxilato)rutenio(II)). Los estudios DFT y TD-DFT muestran que se produce una gran transferencia de carga intramolecular del HOMO al LUMO. El HOMO se localiza en una parte de la molécula casi sin contribución de la fracción carboxílica. Esto indica claramente que el grupo carboxílico de anclaje desempeña un papel menor.

• Materias:Energía solar Fotoquímica Fotocatálisis Nanoestructuras Biofotónica
• Subjects:Solar energy Photochemistry Photocatalysis Nanostructures Biophotonics
• Palabras claves:agregados, migración rápida de la energía excitónica, colorantes de cianina anfifílicos libres, gran transferencia de carga intramolecular, grupo carboxílico de anclaje, captación de luz artificial, acoplamiento excitónico eficaz, eficacia de conversión de electricidad, colorante anfifílico libre, propiedades ópticas excepcionales
• Keywords:aggregates, fast exciton energy migration, free amphiphilic cyanine dyes, large intramolecular charge transfer, anchoring carboxylic group, artificial light harvesting, efficient exciton coupling, electricity conversion efficiency, free amphiphilic dye, outstanding optical properties